JP3850817B2 - Lighting system composed of multiple lamps - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のランプで構成した照明システムに関するものであり、より具体的には、複数のランプから放たれる光を焦点に合わせる働きをする、複数のランプで構成した照明システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】
今日、周知の映写技術は、主に以下の二つのグループに分けられる。つまり、液晶表示（ＬＣＤ）映写とデジタル光プロセッシング（ＤＬＰ）映写の二グループである。
ＤＬＰ映写は、米国のテキサスインストゥルメントによって開発されたものである。
それは、非常に小さな鏡をマイクロチップに取り付けた、デジタルマイクロ鏡装置（ＤＭＤ）と呼ばれるものを有し、光を反射させ、非常に鮮明でシャープな映写イメージを生成するものである。しかしながら、ＬＣＤまたはＤＬＰを採用した映写装置は、一般的に１個のランプを光源として利用し、イメージの映写を実行するものである。より高いルーメンスを得るためには、映写装置が、より強力なランプをもつ必要がある。
【０００３】
強力なランプは、寿命が短いし、電気を多く消費することとなる。
しかしながら、強力なランプを利用することは、予備部品に要する費用を高くすることにもなる。したがって、強力なランプを利用することは、効果的な技術解決策であるとはいえない。
【０００４】
よって、比較的低いパワーのランプを２個以上利用することによって、光学的集束処理を用いて、強力なランプと同等のルーメンス出力量を提供し、より強力なランプに起こりがちな、大きな電力消費や低い照明効率性といった問題を改善するといった課題に対する開発の必要性が存在する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述した従来技術の欠点を参考にし、本発明は、イメージ映写を目的にして、ルーメンスを増加させるために、２個以上の集束ランプを用いた、複数のランプで構成した照明システムを提供することに主たる目的を定めた。
【０００６】
本発明の複数のランプで構成した照明システムは、任意の角度で接合された二つのコラムタイプ光トンネルとビームスプリッタを利用している。
本発明は、反射鏡を利用して、異なったランプから発射される光ビームを反射させ、前記光ビームを集束してすることによって、より大きな光力を出力して、映写を実行するものである。
【０００７】
前述の目的を達成するために、本発明の複数のランプで構成した照明システムは、第一面にビーム反射面を設けたビームスプリッタと、ビーム反射面を設けていないビームスプリッタの第二面に配置した、セットの光誘導手段とより構成する。
前記光誘導手段は、焦点に集束光を放つランプと光トンネルとより構成する。前記光トンネルは、ランプの焦点に近い端部に反射面を有し、他端部をビームスプリッタに接続する。
光トンネル端部反射面は、ランプの焦点上に投射孔を有し、焦点に集束された光が、前記投射孔を通過可能になり、光トンネルへ侵入し、光チャンネルを通過してビームスプリッタに出力されることとなる。
前記ビームスプリッタには４面あり、それらは、一つの反射面と、二つの光トンネル接続面と、一つの光出力面である。
【０００８】
ランプを例にとってみると、ビームスプリッタに出力する光の一部は、ビームスプリッタ面上で反射し、光出力面を通じて出力されることとなる。
ビームスプリッタ面を通過する光のその他の部分は、ビーム反射面に反射し、他の光誘導手段の光トンネルに入り込むことによって、光が光トンネルに反射可能となり、ビームスプリッタに再び入り込まれることになり、そして、ビーム反射面に反射し、ビームスプリッタの光出力面を通じて出力されることとなる。
したがって、光は、ビームスプリッタに繰り返し反射することによって、光の大部分がビームスプリッタの光出力面を通じて出力可能となるようにする。これまで説明した原理は、他のランプに適用することもまた可能である。
【０００９】
前記の複数のランプで構成した照明システムの構成要素としては、２セットのランプがある。それと同じ原理で３セットのランプを利用することもまた可能である。構成要素にはまた、ビームスプリッタと３個の光誘導手段とがある。
前記光誘導手段は、夫々がビームスプリッタの二つの近接側部に位置し、夫々が光と光トンネルとを集束する焦点を持ったランプを有している。
光トンネルは、ランプの焦点に近い反射面として機能する一端と、ビームスプリッタに接続されている他端を有している。
光トンネルの端部反射面は、ランプの焦点に位置する投射孔を有し、前記焦点上に集まる光が前記投射孔を通過して光トンネルへと侵入することによって、光が、ビームスプリッタに導かれて出力される。
前記ビームスプリッタは、４つの面を有し、そこには、反射面と、３つの光トンネル接続面と、光出力面が含まれる。
【００１０】
１個のランプの場合を例にとってみると、ビームスプリッタへ出力された光の一部部分は、ビーム反射面上に反射されて、光出力面を通じて出力されることとなる。
光の他の部分は、ビームスプリッタ面を通過して、他の光誘導手段の光トンネルへと侵入することによって、光トンネル端部反射面上に反射し、再びビームスプリッタに進入することとなる。
したがって、光は、繰り返しビームスプリッタに反射し、光の大部分をビームスプリッタの光出力面を通過するこが可能となる。
これまでに説明した原理は、他の２個のランプに利用することが可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１Ａを参照しながら、本発明の第一実施例に関する、複数のランプで構成した照明システムのシステム構成を説明する。
本発明の照明システムは、２個のランプ２２と、ビームスプリッタ１０と、２つの光誘導手段２０とを含むものである。
ビームスプリッタ１０には、４面あり、それらは、１個のビーム反射面１１と、２個の光トンネル接続面１２と、１個の光出力面１３を含む。
夫々の光誘導手段２０は、反射面が無い側の、ビームスプリッタ１０の２側面（すなわち図に示されるように光トンネル接続面１２）に配置する。
【００１２】
説明を簡単にする目的で、図におけるランプは、楕円のランプを用いているが、実際は如何なるランプであっても、光の集中が可能なものであれば利用可能である。
【００１３】
光誘導手段２０は、主に楕円鏡２１と、ランプ２２と、光トンネル２３とより構成される。
楕円鏡２１は、第一焦点と第二焦点とを有している。
ランプ２２は、楕円鏡２１の第一焦点に位置することによって、ランプ２２から発せられた光は、楕円鏡２１上に反射され、第二焦点に集束される。
光トンネル２３には、楕円鏡２１に近接形成した端部反射面２３１を一方側に有し、他方側には、ビームスプリッタ１０の光トンネル接続面１２に接続した端部がある。
ここで云う接続とは、光接着か、小さなエアギャップのことを意味する。反射面２３１に近い光トンネルの端部は、投射孔２３２を有している。
光トンネル２３は、その一方側が楕円鏡２１に接近し、楕円鏡２１の第二焦点上に位置することによって、第二焦点上に集束された光は、投射孔２３２を通過可能であり、光トンネル２３へと進入することとなる。
その後、光は、光トンネル２３を通過し、光トンネルの他方側に位置するビームスプリッタ１０へと出力される。
光トンネル２３は、中空または非中空に形成可能である。中空の光トンネルに関しては、トンネルの内部が、全体に反射フィルムで覆われており、投射孔２３２を通過する光を反射することとなる。
【００１４】
ビームスプリッタ１０は、光トンネル２３から送られる光を反射させ、通過させることが可能である。
ビームスプリッタ１０の強さは、光が、ビームスプリット面１４全体を反射させない程度のものである。
光の一部は、ビームスプリット面１４を通過し、他の光トンネルに侵入し、そして光トンネル端部反射面２３１上に反射して、再びビームスプリッタ１０に侵入し、最後にビームスプリッタ１０の光出力面１３を通過して出力されることとなる。
【００１５】
したがって、ビームスプリッタ１０に入り込んだ光は、ビームスプリッタ１０に反射し、ビームスプリッタ１０の光出力面１３を通じて出力される。
ビームスプリッタ１０を通過した光は、他の光誘導手段に入り込み、他の光誘導手段の光トンネルを通過してビームスプリッタ１０に反射し、ビームスプリッタ１０の光出力面１３を通じて出力される。
ビームスプリッタ１０のビームスプリット面１４を通じて、ビームスプリット面１４から反射するかビームスプリット面１４を通過した光は、ビームスプリッタ１０の光出力面１３を通して出力される。
したがって、光送信の効率性を増加させることが可能であり、そして光エネルギーの消費を減らすことも可能である。よって、複数のランプを集束する効率性が上がり、ビームスプリッタ１０の光出力面１３上には、より大きな光の出力を得ることが可能となる。
【００１６】
したがって、２セットある光誘導手段の何れか一方の光は、光トンネル２３の光トンネル端部反射面またはビームスプリッタ１０に反射が可能であるか、光トンネル端部反射面またはビームスプリッタ１０を通過することが可能であり、最終的にはビームスプリッタ１０の光出力面１３を通じて出力されることとなる。
その結果として、二つの異なったランプからの光エネルギーは、反射後に蓄積可能であり、したがってより大きな光となるのである。
更に、複数のランプは、同じ光パワーを持つ必要がない。異なったパワーをもったランプは、その仕様に合わせて利用可能である。
【００１７】
本発明のランプは、従来技術に適用されていたような平行光ビームよりもむしろ集束光ビームを適用している。
これは、複数ランプシステムに関する現在存在する技術の殆どが、光を反射させて並行光の出力を生成するために、放物面の焦点上に位置したランプと放物鏡を採用しているためである。
出力された光は、反射プリズムによって反射され、最終の平行出力光を生成する。
光は、一般的に出力される前に放物面上に幾度も反射される。放物面鏡が、球面ではないので、製造がより複雑になる。
放物面鏡とプリズムは、製造工程においてエラーが出やすいので、最終的に平行な光ビームを形成するのが難しくなる。
【００１８】
集束光ビームを採用すると、一度光ビームが光トンネルに入り込んだら、ランプに影響されることがないのである。
光は、光トンネルとビームスプリッタとの間で相互に反射し合う。光トンネルとビームスプリッタ用の光学的平面の製造技術は、１００年よりも前に確立されたものである。
その製造技術と製造方法とは、比較的単純なものであり、エラーを広い範囲で修正することが可能であり、より安定した出力の提供を実現できるものである。
【００１９】
光誘導手段２０は、図１Ａに示されるようにビームスプリッタ１０の二つの近接側部に位置されるのに加え、図１Ｂに示されるようにビームスプリッタ１０の二つの対向する接続面１２にも位置させることが可能である。
【００２０】
図２を参照しながら、光トンネル内の光の移動状況について説明する。ランプ２２は、楕円鏡２１の第一焦点上に位置する。ランプ２２から発せられる光ビームは、第二焦点に集束され、光学通路は、コニカル領域に集束される。
楕円鏡２１に近接した光トンネル２３は、端部反射面２３１を有し、前記端部反射面２３１は、投射孔２３２を有し、投射光ビームを受取り、光トンネル２３へと進入する。
投射孔２３２の寸法は、第二焦点上に集束された全光ビームが通過するにちょうど良い大きさであるべきである。
投射孔２３２の寸法が小さければ小さいほど、光が光トンネル２３の投射孔２３２を通して散乱する可能性が少なくなる。
光トンネル２３は、光学ガラスからなる非中空構造であることも可能であるし、空気がその中間に位置する中空構造であることも可能である。
【００２１】
非中空構造を例にとってみれば、光ビームが、投射孔２３２を通じて光トンネル２３へと入り込むものである。
スネルの法則によれば、投射角を最大反射臨界角θcより小さく抑えてさえいれば、光トンネルに入り込んだ光ビームが、トンネル壁を通過することなく最大限にトンネル内部に反射されることとなる。
例えば、光２２Ａは、楕円鏡２１に反射され、投射孔２３２を通じて光トンネル２３へと進入する。
トンネル内部に最大限反射した後、光２２Ａは、ビームスプリッタ１０へと進入する。
光の一部は、ビームスプリット面１４上に反射して、光出力面１３を通じて出力される。
同様に、光２２Ｂは、楕円鏡上に反射して、投射孔２３２を通じて、光トンネル２３に進入する。
トンネル内部に最大限に反射し、ビームスプリッタ１０内に進入した後、光の一部は、ビームスプリット面１４上に反射し、ビームスプリッタ１０の光出力面１３を通じて出力されることとなる。
光ビーム２２Ａと２２Ｂは、ビームスプリッタ１０に入り込んだ後に、最大限に反射するわけではない。
光の一部は、ビームスプリット面１４を通過して、ビームスプリッタ反射面１１上で、他の光誘導手段へ反射する。
何度も反射した後、光は、光出力面１３を通じて出力される。
【００２２】
ビームスプリッタ１０と光トンネル２３は、光学的接着方法（例えば、光学的付着）によって接続可能であり、または光ビームが接着面を通過する際に、エアギャップを通じて光の吸収を減らすことが可能であり、光の通過の効率性を向上させることができる。
反射や透過による光の通過角度の変化の有無に係わらず、ビームスプリッタ１０は、光トンネル２３内で、臨界角θcよりも小さい、光通過角度を維持する。
そして、最終的には、光トンネルの端部反射面を通過して、殆どの投射光は、ビームスプリッタ１０の光出力面１３を通じて出力され、したがって集束の効率性を達成することが可能である。
【００２３】
上述の実施例は、２セットのランプを有した照明システムに関するものである。
図３は、３個のランプを有した、本発明の第三実施例を説明する図である。前記照明システムは、ビームスプリッタ１０と３個の光誘導手段２０を含むものである。
光誘導手段２０は、ビームスプリッタ１０の異なった接続面にそれぞれ接続される。即ち図示される光トンネルの二つの接続面１２に接続される。
上述の第一実施例で説明したように、光誘導手段２０は、楕円鏡２１と、ランプ２２と、光トンネル２３とより構成する。
楕円鏡２１は、第一焦点と第二焦点とを有している。ランプ２２は、楕円鏡２１の第一焦点に位置することによって、ランプ２２より発せられた光が、楕円鏡２１上で反射して、第二焦点上に集束されることとなる。
光トンネル２３は、一方側が楕円鏡２１に近接し、他方側がビームスプリッタ１０に接続された、端部反射面２３１を有している。
光トンネル端部反射面２３１は、投射孔２３２を有している。光トンネル２３は、一方側が楕円鏡２１の第二焦点に近接して設置されている。
投射孔２３２は、第二焦点に位置している。したがって、第二焦点上に集束された光は、投射孔２３２を通過して、光トンネル２３に入り、光トンネル２３を通過して、光トンネル２３の他方側のビームスプリッタ１０へと出力される。
光トンネル２３は、中空か非中空構造が可能である。中空の光トンネルを採用した場合、トンネル内部は、反射フィルムで最大限覆われることによって、投射孔２３２を通じて入ってくる光を反射する。
【００２４】
ビームスプリッタ１０は、光トンネル２３からの光を反射させ通過させることが可能である。
ビームスプリッタ１０の特質のため、光は最大限反射することができない。
ビームスプリット面１４を通過した光の一部は、他の光トンネルに入り込む。反射した後、光はビームスプリッタ１０の光出力面１３を通じて出力される。
【００２５】
したがって、何れの３個の光誘導手段からの光も反射し、光トンネル端部反射面とビームスプリッタ１０とに進入し、最終的に光学的出力面を通じて出力される。
よって、これらの異なったランプからの光エネルギーは反射・蓄積されてより大きな力を得ることが可能である。
【００２６】
本発明の複数のランプで構成する照明システムは、低パワーのランプを採用し、光学的反射原理を適用することによって、異なったランプのパワーを蓄積して、より大きな出力を得ることが可能であるため、映写機器がより大きなルーメンスを実現することが可能となる。
実際には、１個のランプのみを一度に作動させることが可能である。パワー検波回路や切り替え回路が、各ランプ用に設計され設置されることも可能である。ランプの一つの寿命が終わりに近づいた場合、他のランプが自動的に切り替わり作動する。
ユーザによっては、違った目的のランプで、手動切り替え方法を採用することも可能である。２個のランプは、また異なった出力ルーメンスを持ち、異なった仕様に適用させなければならない。ランプを切り替えることによって、全体の寿命はより長いものとなる。
【００２７】
要約すると、本発明で採用した複数のランプで構成する照明システムは、より低い光吸収率を示し、接続部の小さなエアギャップを持った光トンネルを採用することによって、最大光反射指数を獲得することが可能である。
ほんの少量の光が、反射後の投射孔から漏れることとなる。投射孔が反射面全体の３０％の場合、理論的には、１個のランプが出力された光全体の８０％を得ることが可能である。
したがって、本発明のデュアルランプ構造の１０００ルーメンスのランプを採用した場合、出力が１６００ルーメンスを獲得することが可能である。その結果、低いルーメンスのランプを利用しても、高いルーメンスの高い照明力を効率よく得ることができる。
【００２８】
本発明の実施例は、開示を目的として説明されたものである一方、本発明が開示した実施例や他の実施例の変形・変更は当業者にとっては可能であるかもしれない。
したがって、特許請求の範囲に開示した請求項は、本発明の精神と領域から逸脱することなく、全実施例を含むものであるように設計されている。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 本発明の第一実施例に関する、複数のランプで構成した照明システムのシステム構成を説明する概略図。
【図１Ｂ】 本発明の第二実施例に関する、複数のランプで構成した照明システムのシステム構成を説明する概略図。
【図２】 光がどのようにランプから発せられ、集束され、光トンネルに映写されるかを説明する、本発明の概略図。
【図３】 本発明の第一実施例に関する、複数のランプで構成した照明システムのシステム構成を説明する概略図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an illumination system composed of a plurality of lamps, and more specifically, to an illumination system composed of a plurality of lamps that serves to focus light emitted from the plurality of lamps. is there.
[0002]
[Prior art and problems]
Today, the well-known projection technology is mainly divided into the following two groups. That is, there are two groups: liquid crystal display (LCD) projection and digital light processing (DLP) projection.
DLP projection was developed by a Texas instrument in the United States.
It has what is called a digital micromirror device (DMD) with a very small mirror attached to a microchip that reflects light and produces a very sharp and sharp projected image. However, a projection apparatus that employs an LCD or DLP generally uses one lamp as a light source to perform image projection. To obtain higher lumens, the projection device needs to have a more powerful lamp.
[0003]
A powerful lamp has a short life and consumes a lot of electricity.
However, the use of powerful lamps also increases the cost of spare parts. Therefore, using a powerful lamp is not an effective technical solution.
[0004]
Thus, by using two or more lamps of relatively low power, the optical focusing process is used to provide the same amount of lumen output as a powerful lamp, and the high power consumption that tends to occur in more powerful lamps. There is a need for development on issues such as improving issues such as low lighting efficiency.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Referring to the above-mentioned disadvantages of the prior art, the present invention provides an illumination system composed of a plurality of lamps using two or more focusing lamps to increase lumens for the purpose of image projection. The main purpose was set.
[0006]
The illumination system composed of a plurality of lamps of the present invention uses two column type light tunnels and beam splitters joined at an arbitrary angle.
The present invention uses a reflecting mirror to reflect light beams emitted from different lamps and focus the light beams, thereby outputting a greater light force and executing projection. is there.
[0007]
In order to achieve the above-described object, an illumination system including a plurality of lamps according to the present invention includes a beam splitter provided with a beam reflecting surface on a first surface and a second surface of the beam splitter provided with no beam reflecting surface. It is composed of a set of light guiding means arranged.
The light guiding means includes a lamp that emits focused light at a focal point and a light tunnel. The optical tunnel has a reflecting surface at an end close to the focal point of the lamp, and the other end is connected to a beam splitter.
The light tunnel end reflecting surface has a projection hole on the focal point of the lamp, and light focused on the focal point can pass through the projection hole, enter the optical tunnel, pass through the optical channel, and pass through the beam splitter. Will be output.
The beam splitter has four surfaces, which are one reflecting surface, two light tunnel connection surfaces, and one light output surface.
[0008]
Taking a lamp as an example, a part of the light output to the beam splitter is reflected on the beam splitter surface and output through the light output surface.
The other part of the light passing through the beam splitter surface is reflected by the beam reflecting surface and enters the light tunnel of the other light guiding means, so that the light can be reflected by the light tunnel and reenters the beam splitter. Then, the light is reflected on the beam reflecting surface and output through the light output surface of the beam splitter.
Therefore, the light is repeatedly reflected by the beam splitter so that most of the light can be output through the light output surface of the beam splitter. The principle described so far can also be applied to other lamps.
[0009]
There are two sets of lamps as components of the lighting system including the plurality of lamps. It is also possible to use three sets of lamps on the same principle. The components also include a beam splitter and three light guiding means.
The light guiding means includes lamps each having a focal point for focusing light and a light tunnel, each positioned on two adjacent sides of the beam splitter.
The optical tunnel has one end that functions as a reflective surface near the focal point of the lamp and the other end connected to the beam splitter.
The end reflecting surface of the light tunnel has a projection hole located at the focal point of the lamp, and the light collected on the focal point passes through the projection hole and enters the light tunnel, so that the light enters the beam splitter. Guided and output.
The beam splitter has four surfaces, including a reflecting surface, three light tunnel connection surfaces, and a light output surface.
[0010]
Taking the case of a single lamp as an example, a part of the light output to the beam splitter is reflected on the beam reflection surface and output through the light output surface.
The other part of the light passes through the beam splitter surface and enters the light tunnel of the other light guiding means, so that it is reflected on the reflection surface of the end portion of the light tunnel and enters the beam splitter again. .
Therefore, the light is repeatedly reflected by the beam splitter, and most of the light can pass through the light output surface of the beam splitter.
The principle described so far can be applied to the other two lamps.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
With reference to FIG. 1A, a system configuration of an illumination system including a plurality of lamps according to the first embodiment of the present invention will be described.
The illumination system of the present invention includes two lamps 22, a beam splitter 10, and two light guiding means 20.
The beam splitter 10 has four surfaces, which include one beam reflecting surface 11, two optical tunnel connection surfaces 12, and one light output surface 13.
Each of the light guiding means 20 is arranged on two side surfaces of the beam splitter 10 (that is, the optical tunnel connection surface 12 as shown in the figure) on the side having no reflection surface.
[0012]
For the purpose of simplifying the explanation, the lamp in the figure is an elliptical lamp. However, any lamp can be used as long as it can concentrate light.
[0013]
The light guiding means 20 mainly includes an elliptical mirror 21, a lamp 22, and an optical tunnel 23.
The elliptical mirror 21 has a first focal point and a second focal point.
Since the lamp 22 is positioned at the first focal point of the elliptical mirror 21, the light emitted from the lamp 22 is reflected on the elliptical mirror 21 and focused on the second focal point.
The optical tunnel 23 has an end reflection surface 231 formed close to the elliptical mirror 21 on one side, and an end connected to the optical tunnel connection surface 12 of the beam splitter 10 on the other side.
The term “connection” here means photoadhesion or a small air gap. The end of the optical tunnel close to the reflecting surface 231 has a projection hole 232.
One side of the optical tunnel 23 approaches the elliptical mirror 21 and is positioned on the second focal point of the elliptical mirror 21, so that the light focused on the second focal point can pass through the projection hole 232, and the light It will enter the tunnel 23.
Thereafter, the light passes through the optical tunnel 23 and is output to the beam splitter 10 located on the other side of the optical tunnel.
The optical tunnel 23 can be formed hollow or non-hollow. With respect to the hollow light tunnel, the inside of the tunnel is entirely covered with a reflective film, and the light passing through the projection hole 232 is reflected.
[0014]
The beam splitter 10 can reflect and pass light transmitted from the optical tunnel 23.
The intensity of the beam splitter 10 is such that light does not reflect the entire beam splitting surface 14.
A part of the light passes through the beam splitting surface 14, enters another optical tunnel, reflects on the light tunnel end reflection surface 231, enters the beam splitter 10 again, and finally the beam splitter 10. The light is output through the light output surface 13.
[0015]
Therefore, the light that has entered the beam splitter 10 is reflected by the beam splitter 10 and output through the light output surface 13 of the beam splitter 10.
The light that has passed through the beam splitter 10 enters the other light guiding means, passes through the light tunnel of the other light guiding means, is reflected by the beam splitter 10, and is output through the light output surface 13 of the beam splitter 10.
The light reflected from the beam split surface 14 or passed through the beam split surface 14 through the beam split surface 14 of the beam splitter 10 is output through the light output surface 13 of the beam splitter 10.
Therefore, the efficiency of optical transmission can be increased and the consumption of optical energy can be reduced. Therefore, the efficiency of focusing a plurality of lamps is improved, and a larger light output can be obtained on the light output surface 13 of the beam splitter 10.
[0016]
Accordingly, either one of the two sets of light guiding means can be reflected by the light tunnel end reflecting surface or beam splitter 10 of the optical tunnel 23 or pass through the light tunnel end reflecting surface or beam splitter 10. In the end, the light is output through the light output surface 13 of the beam splitter 10.
As a result, light energy from two different lamps can be stored after reflection, and thus become more light.
Furthermore, the plurality of lamps need not have the same optical power. Lamps with different powers are available according to their specifications.
[0017]
The lamp of the present invention applies a focused light beam rather than a parallel light beam as was applied in the prior art.
This is because most of the existing technologies for multiple lamp systems employ lamps and parabolas located at the focal point of the paraboloid to reflect the light and produce a parallel light output. is there.
The output light is reflected by the reflecting prism to generate the final parallel output light.
Light is typically reflected many times on the paraboloid before being output. Since the parabolic mirror is not spherical, manufacturing is more complicated.
Since paraboloid mirrors and prisms are prone to errors in the manufacturing process, it becomes difficult to finally form a parallel light beam.
[0018]
When a focused light beam is used, once the light beam enters the light tunnel, it is not affected by the lamp.
Light reflects from each other between the optical tunnel and the beam splitter. The manufacturing technology of optical planes for optical tunnels and beam splitters was established before 100 years.
The manufacturing technique and the manufacturing method are relatively simple, can correct errors over a wide range, and can provide more stable output.
[0019]
In addition to being located on the two adjacent sides of the beam splitter 10 as shown in FIG. 1A, the light guiding means 20 is also on two opposing connecting surfaces 12 of the beam splitter 10 as shown in FIG. 1B. Can be located.
[0020]
With reference to FIG. 2, the movement of light in the optical tunnel will be described. The lamp 22 is located on the first focal point of the elliptical mirror 21. The light beam emitted from the lamp 22 is focused on the second focal point, and the optical path is focused on the conical region.
The optical tunnel 23 close to the elliptical mirror 21 has an end reflection surface 231, and the end reflection surface 231 has a projection hole 232, receives the projection light beam, and enters the optical tunnel 23.
The size of the projection aperture 232 should be just large enough for the entire light beam focused on the second focal point to pass.
The smaller the size of the projection hole 232, the less likely the light will scatter through the projection hole 232 of the light tunnel 23.
The optical tunnel 23 can be a non-hollow structure made of optical glass, or a hollow structure in which air is located in the middle.
[0021]
Taking a non-hollow structure as an example, the light beam enters the optical tunnel 23 through the projection hole 232.
According to Snell's law, as long as the projection angle is kept smaller than the maximum reflection critical angle θc, the light beam entering the optical tunnel is reflected to the maximum extent inside the tunnel without passing through the tunnel wall. Become.
For example, the light 22 </ b> A is reflected by the elliptical mirror 21 and enters the optical tunnel 23 through the projection hole 232.
After the maximum reflection inside the tunnel, the light 22A enters the beam splitter 10.
Part of the light is reflected on the beam splitting surface 14 and output through the light output surface 13.
Similarly, the light 22 </ b> B is reflected on the elliptical mirror and enters the optical tunnel 23 through the projection hole 232.
After being reflected to the maximum inside the tunnel and entering the beam splitter 10, a part of the light is reflected on the beam splitting surface 14 and output through the light output surface 13 of the beam splitter 10.
The light beams 22A and 22B do not reflect to the maximum extent after they enter the beam splitter 10.
Part of the light passes through the beam splitting surface 14 and is reflected on the beam splitter reflecting surface 11 to other light guiding means.
After being reflected many times, the light is output through the light output surface 13.
[0022]
The beam splitter 10 and the optical tunnel 23 can be connected by an optical bonding method (eg, optical deposition), or light absorption through the air gap can be reduced as the light beam passes through the bonding surface. Yes, the efficiency of light passage can be improved.
Regardless of whether or not the light passing angle changes due to reflection or transmission, the beam splitter 10 maintains a light passing angle smaller than the critical angle θc in the optical tunnel 23.
Eventually, most of the projection light passes through the end reflection surface of the light tunnel and is output through the light output surface 13 of the beam splitter 10, so that it is possible to achieve focusing efficiency. .
[0023]
The embodiment described above relates to a lighting system having two sets of lamps.
FIG. 3 is a diagram for explaining a third embodiment of the present invention having three lamps. The illumination system includes a beam splitter 10 and three light guiding means 20.
The light guiding means 20 is connected to different connection surfaces of the beam splitter 10. That is, they are connected to the two connection surfaces 12 of the illustrated optical tunnel.
As described in the first embodiment, the light guiding means 20 includes the elliptical mirror 21, the lamp 22, and the light tunnel 23.
The elliptical mirror 21 has a first focal point and a second focal point. Since the lamp 22 is positioned at the first focal point of the elliptical mirror 21, the light emitted from the lamp 22 is reflected on the elliptical mirror 21 and focused on the second focal point.
The optical tunnel 23 has an end reflection surface 231 that is close to the elliptical mirror 21 on one side and connected to the beam splitter 10 on the other side.
The optical tunnel end reflection surface 231 has a projection hole 232. The optical tunnel 23 is installed on one side close to the second focal point of the elliptical mirror 21.
The projection hole 232 is located at the second focal point. Therefore, the light focused on the second focal point passes through the projection hole 232, enters the optical tunnel 23, passes through the optical tunnel 23, and is output to the beam splitter 10 on the other side of the optical tunnel 23. .
The optical tunnel 23 can be hollow or non-hollow. When a hollow light tunnel is adopted, the inside of the tunnel is covered to the maximum extent with a reflective film, and thus the light entering through the projection hole 232 is reflected.
[0024]
The beam splitter 10 can reflect and pass light from the optical tunnel 23.
Due to the nature of the beam splitter 10, light cannot be reflected to the maximum.
Part of the light that has passed through the beam splitting surface 14 enters another optical tunnel. After reflection, the light is output through the light output surface 13 of the beam splitter 10.
[0025]
Therefore, the light from any three light guiding means is reflected, enters the light tunnel end reflection surface and the beam splitter 10, and is finally output through the optical output surface.
Thus, the light energy from these different lamps can be reflected and stored to obtain a greater force.
[0026]
The lighting system composed of a plurality of lamps of the present invention adopts a low power lamp and applies the optical reflection principle to accumulate the power of different lamps and obtain a larger output. As a result, projection equipment can achieve greater lumens.
In practice, it is possible to operate only one lamp at a time. Power detection circuits and switching circuits can be designed and installed for each lamp. When one lamp life is nearing end, the other lamps will automatically switch and operate.
Depending on the user, it is also possible to adopt a manual switching method with a lamp for a different purpose. The two lamps also have different output lumens and must be adapted to different specifications. By switching lamps, the overall life is longer.
[0027]
In summary, the lighting system composed of a plurality of lamps employed in the present invention exhibits a lower light absorption rate and obtains the maximum light reflection index by adopting a light tunnel with a small air gap at the connection part. It is possible.
Only a small amount of light will leak from the projection hole after reflection. When the projection hole is 30% of the entire reflecting surface, theoretically, it is possible to obtain 80% of the entire light output by one lamp.
Accordingly, when the 1000-lumen lamp having the dual lamp structure of the present invention is employed, the output can obtain 1600 lumens. As a result, even if a low lumen lamp is used, high illumination power with high lumens can be obtained efficiently.
[0028]
While the embodiments of the present invention have been described for the purpose of disclosure, variations and modifications of the embodiments disclosed by the present invention and other embodiments may be possible to those skilled in the art.
Accordingly, the claims disclosed in the claims are designed to include all embodiments without departing from the spirit and scope of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a schematic diagram illustrating a system configuration of an illumination system including a plurality of lamps according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 1B is a schematic diagram illustrating a system configuration of an illumination system including a plurality of lamps according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of the present invention illustrating how light is emitted from a lamp, focused and projected into a light tunnel.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a system configuration of an illumination system including a plurality of lamps according to the first embodiment of the present invention.

Claims (18)

ビーム反射面と光出力面とを配置したビームスプリッタと、夫々が前記ビームスプリッタの前記ビーム反射面の隣接面と光出力面の隣接面とに配置した二つの光誘導手段とを有し、
夫々の光誘導手段が、ランプと、このランプの一方側に隣接した端部反射面と、他端部が前記ビームスプリッタに接続され、前記端部反射面が投射孔を持った光トンネルとを有し、
夫々のランプから発せられる光は、対応する光トンネルの端部反射面に集束され、投射孔を通過して、対応する光トンネルに侵入し、その後、対応する光トンネルの他方側に位置するビームスプリッタに出力されて、最終的にビームスプリッタの光出力面を通過して出力されることを特徴とする、
複数のランプで構成した照明システム。A beam splitter having a beam reflecting surface and a light output surface, and two light guiding means each disposed on an adjacent surface of the beam reflecting surface and an adjacent surface of the light output surface of the beam splitter,
Each light guiding means includes a lamp, an end reflecting surface adjacent to one side of the lamp, an optical tunnel having the other end connected to the beam splitter, and the end reflecting surface having a projection hole. Have
The light emitted from each lamp is focused on the end reflecting surface of the corresponding light tunnel, passes through the projection hole, enters the corresponding light tunnel, and then the beam located on the other side of the corresponding light tunnel. It is output to the splitter, and finally passes through the light output surface of the beam splitter and is output,
Lighting system composed of multiple lamps. 請求項１に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記ランプは、ランプから生成した光を、対応する光トンネルに集束する、シェードを有することを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。2. The illumination system comprising a plurality of lamps according to claim 1, wherein the lamp comprises a plurality of lamps, characterized by having a shade that focuses light generated from the lamps into a corresponding light tunnel. Lighting system. 請求項２に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記シェードは、ランプが楕円面の第一焦点に位置し、光トンネルの端部反射面の投射孔が第二焦点に位置するように、楕円面中に設けたことを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。3. The illumination system comprising a plurality of lamps according to claim 2, wherein the shade has the lamp positioned at the first focal point of the ellipsoid and the projection hole of the end reflection surface of the light tunnel positioned at the second focal point. And an illumination system comprising a plurality of lamps, characterized in that the illumination system is provided in an elliptical surface. 請求項１に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記光トンネルに導かれる光の投射角度が、光トンネル中の最大反射臨界角よりも小さいことを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。2. The illumination system comprising a plurality of lamps according to claim 1, wherein a projection angle of light guided to the light tunnel is smaller than a maximum reflection critical angle in the light tunnel. Lighting system. 請求項１に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記光トンネルが、光学的ガラス素材で形成された非中空の光トンネルであることを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。2. An illumination system comprising a plurality of lamps according to claim 1, wherein the light tunnel is a non-hollow light tunnel formed of an optical glass material. . 請求項１に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記光トンネルが、空気を送信媒体とする中空構造であることを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。2. An illumination system comprising a plurality of lamps according to claim 1, wherein the light tunnel has a hollow structure using air as a transmission medium. 請求項１に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記光トンネルが、反射性フィルムで被覆されたことを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。2. An illumination system comprising a plurality of lamps according to claim 1, wherein the light tunnel is covered with a reflective film. 請求項１に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記光トンネルと前記ビームスプリッタが、光学的接着方法で接着されることを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。2. The illumination system comprising a plurality of lamps according to claim 1, wherein the optical tunnel and the beam splitter are bonded by an optical bonding method. 請求項１に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記光トンネルと前記ビームスプリッタが、エアギャップで接着されることを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。2. The illumination system comprising a plurality of lamps according to claim 1, wherein the light tunnel and the beam splitter are bonded together by an air gap. 一面が光出力面であるビームスプリッタと、夫々が前記ビームスプリッタの残りの面に位置する３個の光誘導手段とを有し、
夫々の光誘導手段が、ランプと、このランプの一方側に隣接した端部反射面と、他端部が前記ビームスプリッタに接続され、前記反射面が投射孔を持った光トンネルとを有し、
夫々のランプから発せられる光は、対応する光トンネルの端部反射面に集束され、投射孔を通過して、対応する光トンネルに侵入し、その後、対応する光トンネルの他方側に位置するビームスプリッタに出力されて、最終的にビームスプリッタの光出力面を通過して出力されることを特徴とする、
複数のランプで構成した照明システム。A beam splitter having one surface as a light output surface, and three light guiding means each positioned on the remaining surface of the beam splitter;
Each light guiding means includes a lamp, an end reflecting surface adjacent to one side of the lamp, and an optical tunnel having the other end connected to the beam splitter and the reflecting surface having a projection hole. ,
The light emitted from each lamp is focused on the end reflecting surface of the corresponding light tunnel, passes through the projection hole, enters the corresponding light tunnel, and then the beam located on the other side of the corresponding light tunnel. It is output to the splitter, and finally passes through the light output surface of the beam splitter and is output,
Lighting system composed of multiple lamps. 請求項１０に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記ランプは、ランプから生成した光を、対応する光トンネルに集束する、シェードを有することを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。11. The lighting system comprising a plurality of lamps according to claim 10, wherein the lamp comprises a plurality of lamps, characterized by having a shade that focuses light generated from the lamps into a corresponding light tunnel. Lighting system. 請求項１１に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記シェードは、ランプが楕円面の第一焦点に位置し、光トンネルの端部反射面の投射孔が第二焦点に位置するように、楕円面中に設けたことを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。12. The illumination system including a plurality of lamps according to claim 11, wherein the shade is positioned at a first focal point of an elliptical surface, and a projection hole of an end reflection surface of the light tunnel is positioned at a second focal point. And an illumination system comprising a plurality of lamps, characterized in that the illumination system is provided in an elliptical surface. 請求項１０に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記光トンネルに導かれる光の投射角度が、光トンネル中の最大反射臨界角よりも小さいことを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。11. An illumination system comprising a plurality of lamps according to claim 10, wherein a projection angle of light guided to the light tunnel is smaller than a maximum reflection critical angle in the light tunnel. Lighting system. 請求項１０に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記光トンネルが、光学的ガラス素材で形成された非中空の光トンネルであることを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。11. An illumination system comprising a plurality of lamps according to claim 10, wherein the light tunnel is a non-hollow light tunnel formed of an optical glass material. . 請求項１０に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記光トンネルが、空気を送信媒体とする中空構造であることを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。11. An illumination system comprising a plurality of lamps according to claim 10, wherein the light tunnel has a hollow structure using air as a transmission medium. 請求項１０に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記光トンネルが、反射性フィルムで被覆されたことを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。11. The illumination system comprising a plurality of lamps according to claim 10, wherein the light tunnel is covered with a reflective film. 請求項１０に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記光トンネルと前記ビームスプリッタが、光学的接着方法で接着されることを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。11. The illumination system comprising a plurality of lamps according to claim 10, wherein the optical tunnel and the beam splitter are bonded by an optical bonding method. 請求項１０に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記光トンネルと前記ビームスプリッタが、エアギャップで接着されることを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。11. The illumination system configured with a plurality of lamps according to claim 10, wherein the optical tunnel and the beam splitter are bonded with an air gap.
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